헬름홀츠 (예비)

소개

1. 실험목적

헬름홀츠 코일 배치에서의 자기장의 공간적 분포상태를 디지털 가우스 메터를 사용하여 측정한다.


2. 원 리

다음의 맥스웰 방정식으로부터
∮cH․dl = I + ∬sD․dS (1)
여기서 C는 영역S 주위의 닫혀진 곡선이며, 직류전류에서는 D=0이므로, 자기밀도 법칙은
∮c H․dl = I (2)
이것은 비오-사바트 법칙으로부터 특별한 목적으로 다음과 같이 쓰여지기도 한다.
dH (3)
여기서 ρ는 전도성분의 요소 dl에서 측정 점까지의 벡터이고, dH는 이들 두 벡터에 모두 수직이다.
원형 도체의 중심 축을 따라 자기장의 세기는 식(3)으로부터 계산할 수 있다.

편평한 코일의 자기장은 감은 횟수N에 (6)를 곱함으로 얻을 수 있다.
따라서, 거리 a떨어진 두 개의 동일한 코일의 축을 따라 얻어진 자기장 밀도는

목차

1. 실험목적
2. 원 리
3. 기구 및 장치
4. 실험 내용
5. 실험 방법
6. 장비 설명

본문내용

1. 실험목적

헬름홀츠 코일 배치에서의 자기장의 공간적 분포상태를 디지털 가우스 메터를 사용하여 측정한다.


2. 원 리

다음의 맥스웰 방정식으로부터
∮cH․dl = I + ∬sD․dS (1)
여기서 C는 영역S 주위의 닫혀진 곡선이며, 직류전류에서는 D=0이므로, 자기밀도 법칙은
∮c H․dl = I (2)
이것은 비오-사바트 법칙으로부터 특별한 목적으로 다음과 같이 쓰여지기도 한다.
dH (3)
여기서 ρ는 전도성분의 요소 dl에서 측정 점까지의 벡터이고, dH는 이들 두 벡터에 모두 수직이다.
원형 도체의 중심 축을 따라 자기장의 세기는 식(3)으로부터 계산할 수 있다.

그림.1 원형 도선의 축을 따라 자기장의 세기


벡터 dl 은 r과 dH가 놓여있는 면에 수직이고, 그래서
(4)
dH은 반경 성분 dHr과 축 성분 dHz으로 해석된다.

dHz성분은 모든 dl에 대해서 같은 방향을 가지고 양이 더해진다. dHr은 쌍에서 서 로 상쇄되어 없어진다.
그래서
Hr = 0 (5)
H = Hz = (6)

원형 고리의 축을 따라 자기장 밀도는
(7)

편평한 코일의 자기장은 감은 횟수N에 (6)를 곱함으로 얻을 수 있다.
따라서, 거리 a떨어진 두 개의 동일한 코일의 축을 따라 얻어진 자기장 밀도는
(8)

여기서

참고자료

· 없음